プロローグ — 遅い、が命取りになる日

午前2時のアラート

深夜2時、マナミのスマホが鳴った。

「本番サーバーのレスポンスタイムが10秒を超えています」

ECサイト「FreshMarket」のバックエンドエンジニアであるマナミは、寝ぼけた目でダッシュボードを開いた。テレビCMの放映直後、アクセスが通常の50倍に跳ね上がっていた。

データベースの CPU 使用率は 98%。同じ商品情報を毎秒数千回クエリしている。ページの表示に12秒——ユーザーの53%は3秒で離脱するという統計を、マナミは嫌というほど知っていた。

「なんで同じデータを何千回も DB に取りに行ってるんだ……」

答えは明白だった。キャッシュがなかったのだ。

キャッシュとは何か

キャッシュとは、一度取得したデータを高速にアクセスできる場所に一時保存し、再利用する仕組みだ。

日常のキャッシュ

キャッシュはソフトウェアだけの概念ではない。日常にもある:

• 冷蔵庫 — スーパー（オリジン）に毎回行かず、食材を手元に保存
• 教科書のしおり — 毎回最初から読まず、前回の続きから
• 脳の短期記憶 — よく使う電話番号は覚えている

ソフトウェアの世界でも同じ原理が働く。頻繁にアクセスされるデータを、より高速な場所に置く。

キャッシュの階層

Web システムには複数のキャッシュ層がある。

キャッシュの2つの難問

キャッシュは強力だが、2つの根本的な難問がある。

1. キャッシュの無効化（Cache Invalidation）

データが更新されたとき、キャッシュの古いデータをどう処理するか？ 古いデータを返し続ければ不整合が起き、頻繁に無効化すればキャッシュの意味がなくなる。

2. キャッシュの一貫性（Cache Consistency）

複数のサーバーにキャッシュがある場合、すべてのキャッシュが同じデータを持っているか？ サーバーAでは新価格、サーバーBでは旧価格——これは致命的だ。

マナミの決意

障害を乗り越えた翌週、マナミは先輩エンジニアのケンジに相談した。

「キャッシュを導入したいんですが、何から始めればいいですか？」

ケンジは笑った。「キャッシュは銀の弾丸に見えるけど、設計を間違えると新たな障害の原因になる。まずは基礎から学ぼう」

こうしてマナミのキャッシュ戦略の旅が始まった。

この本では、マナミと一緒にキャッシュの世界を旅する。各章で一つずつキャッシュの層を学び、最終的には本番で使える包括的なキャッシュ戦略を手に入れる。

次の章では、キャッシュの最も基本的な読み書き戦略から始めよう。